DE2226939A1

DE2226939A1 - BURNER

Info

Publication number: DE2226939A1
Application number: DE2226939A
Authority: DE
Inventors: Donald Eugene Shisler
Original assignee: Johns Manville
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-01-04
Also published as: BE784193A; AU4283972A; GB1369565A; FR2141127A5; AU458367B2; IT958191B; JPS549339B1; BR7203502D0; NL7207458A; CA951237A; US3736094A

Description

PATENTANWÄLTE Dipi.-lng. H. Seiler Dipi.-ing. J. Pfenning Dipl.-Phys. K. H. MeinigPATENTANWÄLTE Dipi.-lng. H. Seiler Dipi.-ing. J. Pfenning Dipl.-Phys. K. H. Meinig

1 Berlin 191 Berlin 19

Oldenburgallee 10 Tel. 0311/304 55 21 30455 22Oldenburgallee 10 Tel. 0311/304 55 21 30455 22

Drahtwort: Seilwehrpatent Postscheckkto. Bln.W. 59Wireword: cable rescue patent Postscheckkto. Bln.W. 59

JOHNS-MANVILLE CORPORATION 22 East 4oth Street, New York, N.Y. 1oo16, USAJOHNS-MANVILLE CORPORATION 22 East 4oth Street, New York, N.Y. 1oo16, USA

Brennerburner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner, der mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch betreibbar ist.The invention relates to a burner which can be operated with a fuel-air mixture.

Auf dem Gebiet der Gasheizung sind bereits Brenner bekannt, die einen hochenergetischen Strom von Verbrennungsprodukten mit hoher Temperatur und hoher Strömungsgeschwindigkeit erzeugen. Solche Brenner werden z.B. bei einem Verfahren benutzt, das dazu dient, primäre endlose laden aus Glas zu Glaswollefasern zu verdünnen. Bei diesen hochenergetischen Brennern werden Verbrennungskammern aus feuerfestem Werkstoff benutzt, um die Flamme zu stabilisieren, und hierbei dienen die aus feuerfestem Werkstoff bestehenden Teile häufig als Vorrichtungen zum Zünden des zu verbrennenden Brennstoffs. Diese feuerfesten bzw. hitzebeständigen Teile geben Anlaß zu zwei Problemen, d.h. sie führen infolge derIn the field of gas heating, burners are already known which generate a high-energy flow of combustion products generate with high temperature and high flow velocity. Such burners are e.g. Process used which serves to dilute primary endless loads of glass into glass wool fibers. With these high-energy Burners use combustion chambers made of refractory material to stabilize the flame, and in doing so serve the parts made of refractory material often used as devices for igniting the to be burned Fuel. These refractory and refractory parts give rise to two problems, that is, they lead as a result of the

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Erosion der feuerfesten Teile zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Brenners, und sie "bewirken eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der auftretenden Gase oder Verbrennungsprodukte, die auf die Reibung zwischen den feuerfesten Teilen und den Gasen zurückzuführen ist.Erosion of the refractory parts lead to a shortening of the Life of the burner, and they "cause a reduction in the flow rate of the gases or Combustion products due to the friction between the refractory parts and the gases.

Es gibt Anwendungsfälle, in denen man große Energiemengen erzeugende Brenner der genannten Art benötigt, um einen breiten flachen Strom oder Strahl von Heizgasen zu erzeugen, der dazu dient, eine örtliche Erhitzung von Werkstücken zu bewirken, die in Form einer ebenen Anordnung kontinuierlich gegenüber einer solchen Flamme bewegt werden, wie es z.B. bei der Flammenhärtung und dem Flammenziehen oder anderen Verfahren zur Querschnittsverringerung geschieht. Um die Geschwindigkeit der Erzeugung von Heizgasen zu steigern, verwendet man häufig ein vorbereitetes Brennstoffgemisch, da hierdurch der Verbrennungsvorgang beschleunigt wird. Zu den bei der Verwendung solcher Brennstoffe auftretenden Problemen gehören das Zurückschlagen der Flamme sowie das Abblasen der Flamme vom Brenner, bei dem sich die Flamme von der Austrittsöffnung trennt. In den Fällen, in denen es gelungen ist, die sich bei der Verwendung vorgemischter Brennstoffe ergebenden Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es bis jetzt erforderlich, komplizierte Vorrichtungen zu benutzen, z.B. mehrere mit Öffnungen versehene Verteilerleitungen von erheblicher Länge, die sich zwischen dem Auslaß der Brennkammer und dem Brennstoffeinlaß des Verteilers erstrecken, der in vielen Fällen freiliegend angeordnet ist, um die erforderliche Kühlung zur Verhinderung des Zurückschiagens der Flamme zu bewirken, und man benötigt eine große Länge aufweisende Düsen oder dergleichen aus feuerfestem Werkstoff, um das Wegblasen der Flamme vom Brenner zu verhindern. Diese langen Düsen aus feuerfestem Werkstoff dienen auch dazu, das Austreten der Flamme aus dem Auslaß des Brenners zu verhindern und erforderlichenfalls eine vollständige VerbrennungThere are applications in which you need large amounts of energy generating burners of the type mentioned to Generate a broad, flat stream or jet of hot gases, which is used to heat workpieces locally to effect, which are continuously moved in the form of a flat arrangement in relation to such a flame, as is the case with flame hardening and flame pulling, for example or other processes for reducing the cross-section. To the speed of the production of heating gases To increase it, a prepared fuel mixture is often used, as this accelerates the combustion process will. Problems encountered with the use of such fuels include kickback the flame as well as blowing the flame off the burner, in which the flame separates from the outlet opening. In where successful, the difficulties associated with the use of premixed fuels To avoid this, it has hitherto been necessary to use complicated devices, for example several with openings provided manifolds of considerable length extending between the outlet of the combustion chamber and the fuel inlet Extend the manifold, which is arranged exposed in many cases, to the required Cooling to prevent the flame from kicking back cause, and you need a large length having nozzles or the like made of refractory material to the Prevent the flame from being blown away from the burner. These long nozzles made of refractory material also serve to keep the To prevent the flame from escaping from the outlet of the burner and, if necessary, complete combustion

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zu gewährleisten und gleichzeitig dem den Brenner verlassenden Gasstrom die gewünschte Form zu geben.to ensure and at the same time the one leaving the burner To give gas flow the desired shape.

Der Gestalt des aus dem Brenner austretenden Fludstroms kommt eine besondere Bedeutung zu, wenn der Brenner dazu dient, endlose Glasfäden mit Hilfe einer Flamme auszuziehen bzw. dünner zu machen, denn hierbei soll ein gleichmäßiger Gasstrom verfügbar sein, der eine allgemein laminare Strömung bildet. Ferner soll die Verbrennung bereits innerhalb des Brenners zuendegeführt werden, um zu gewährleisten, daß ein gleichmäßiges Glaserzeugnis von hoher Qualität entsteht. Bei den bekannten Tunnelbrennern aus feuerfestem Werkstoff ist es zwar möglich, eine vollständige Verbrennung zu erzielen und dem Gasstrom die gewünschte Form zu geben, doch treten bei diesen Brennern ebenfalls die erwähnten Schwierigkeiten auf, die bei der Verwendung feuerfester Werkstoffe auf die Erosion und die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Heizgase zurückzuführen sind.The shape of the flow stream emerging from the burner is of particular importance when the burner is used to pull out endless glass threads with the aid of a flame or to make it thinner, because here a uniform gas flow should be available, the one in general laminar flow forms. Furthermore, the combustion should already be brought to an end within the burner in order to ensure that a uniform glass product of high quality is produced. In the case of the well-known tunnel burners Refractory material it is possible to achieve a complete combustion and the gas flow the desired To give shape, but with these burners also the difficulties mentioned arise when using refractory Materials can be attributed to the erosion and the reduction in the flow rate of the exiting hot gases are.

Ferner hat es sich bei dem breiten schlitzförmigen Auslaß, der benötigt wird, um den gewünschten flachen Heizgasstrom zu erzeugen, gezeigt, daß sich eine solche Form unter Verwendung hitzebeständiger Werkstoffe nur unter Schwierigkeiten aufrechterhalten läßt. Die Ausdehnung der hitzebeständigen Werkstoffe am Auslaß des Brenners, die beim Austreten der erhitzten Gase infolge der Erwärmung der Werkstoffe eintritt, führt dazu, daß sich der Werkstoff durchbiegt, woraus sich die Gefahr ergibt, daß sich der Auslaß schließt. Werden die feuerfesten Werkstoffe mehrmals nacheinander erhitzt und wieder auf die Umgebungstemperatur abgekühlt, tritt eine Schädigung der Werkstoffe am Brennerauslaß ein. Es hat sich gezeigt, daß die normale Lebensdauer solcher Auslässe aus feuerfestem Werkstoff 30 bis Tage beträgt. Zwar wurde ferner versucht, einen ausschließlich aus Metall bestehenden Brenner zu schaffen, um die Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich bei Brennern mitFurthermore, the wide slot-shaped outlet that is required has the desired flat heating gas flow to produce, shown that such a shape using heat-resistant materials only under Difficulties persist. The expansion of the refractory materials at the outlet of the burner that occurs when the heated gases escape as a result of the heating of the materials, leads to the fact that the material sags, resulting in the risk that the outlet closes. Are the refractories several times heated in succession and cooled down again to the ambient temperature, damage to the materials occurs at the burner outlet a. It has been found that the normal life of such outlets made of refractory material 30 to Days. Attempts have also been made to create an all-metal burner to reduce the Avoid difficulties dealing with burners with

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Bauteilen aus feuerfesten Werkstoffen ergeben, doch versagen solche Brenner völlig, wenn man sie als Bestandteile einer Vorrichtung zum Ziehen endloser Glasfäden verwendet. Diese Brenner ermöglichen es nicht, den benötigten hochenergetischen Gasstrom zu erzeugen, dessen Kraft ausreicht, um endlose Glasfäden in die Länge zu ziehen. Vielmehr erzeugen sie eine buschige B¹Iamme, die aus dem Brenner herausragt, und es ergibt sich keine gleichmäßige Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit über den Auslaß des Brenners. Außerdem arbeiten solche Brenner unter Produktionsbedingungen mit einem Geräuschpegel, der erheblich über dem Geräuschpegel von Brennern mit Bauteilen aus feuerfestem Werkstoff liegt.Components made of refractory materials result, but such burners fail completely when they are used as part of a device for drawing endless glass filaments. These burners do not make it possible to generate the required high-energy gas flow, the power of which is sufficient to stretch endless glass threads. Rather, they produce a bushy B ¹ flame which protrudes from the burner, and there is no uniform distribution of the flow velocity over the outlet of the burner. In addition, such burners work under production conditions with a noise level that is considerably higher than the noise level of burners with components made of refractory material.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, Brenner zum Erzeugen.hochenergetischer Gasströme und insbesondere Brenner zu schaffen, die einen hochenergetischen Gasstrom dadurch erzeugen, daß ein vorher erzeugtes Gemisch aus Brennstoff und Luft verbrannt wird, wobei dem aus dem Brenner austretenden Strom der Heizgase gleichzeitig die gewünschte Form verliehen wird. Die Verbrennungsprodukte und der durch sie gebildete Strom weisen hierbei über den ganzen Querschnitt des Auslasses eine gleichmäßige Temperatur und eine gleichmäßige Geschwindigkeit auf, so daß man einen gleichmäßigen Strom erhält, mittels dessen sich der gewünschte Arbeitsschritt· durchführen läßt.The invention is now based on the object of providing burners for generating high-energy gas flows, and in particular To create burners that generate a high-energy gas flow by having a previously generated mixture is burned from fuel and air, with the flow of hot gases emerging from the burner at the same time desired shape is given. The combustion products and the stream formed by them point here over the entire cross-section of the outlet a uniform temperature and a uniform speed, so that one receives a uniform current, by means of which the desired work step can be carried out.

Zu einem erfindungsgemäßen Brenner zum Verbrennen eines Brennstofi-Luft-Gemisches gehören ein Gehäuse aus Metall mit mindestens zwei einander gegenüber liegenden, für das Brennstoff-Luft-Gemisch durchlässigen ebenen Flächen, welche die Wände einer Brennkammer bilden, die mit einer Austrittsöffnung versehen ist, ferner eine mindestens die durchlässigen ebenen Flächen umgebende Kammer, die die Austrittsöffnung mit der Außenseite der Brennkammer verbindet, sowie eine Leitung zum Zuführen des Brennstoff-Luft-Gemisches zu der erwähnten Kammer derart, daß dasTo a burner according to the invention for burning a Fuel-air mixtures belong to a housing Metal with at least two opposite flat surfaces that are permeable to the fuel-air mixture, which form the walls of a combustion chamber which is provided with an outlet opening, furthermore at least one the chamber surrounding the permeable flat surfaces, which connects the outlet opening with the outside of the combustion chamber, and a line for supplying the fuel-air mixture to said chamber in such a way that the

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Gemisch, die durchlässigen. Flächen durchströmt, um innerhalb des Gehäuses aus Metall zu verbrennen, wobei die Austrittsöffnung die Verbrennungsprodukte aus dem Gehäuse entweichen läßt.Mixture that is permeable. Areas flowed through to within of the metal housing, wherein the outlet opening allows the combustion products to escape from the housing leaves.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung dient der Brenner dazu, aus endlosen Glasfäden durch eine Verkleinerung ihres Querschnitts Fasern herzustellen; zur Durchführung dieses Prozesses ist es erforderlich, mit einer sehr gleichmäßigen Temperatur und einer gleichmäßigen Kraft des Gasstroms zu arbeiten, wenn aus den Glasfaden ein gleichmäßiges faserförmiges Erzeugnis hergestellt werden soll. Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen zu dem genannten Zweck geeigneten Gasstrom zu erzeugen, wenn man ein Metallgehäuse bzw. eine Verbrennungseinrichtung aus Metall benutzt, die eine Brennkammer zum Verbrennen eines vorher erzeugten Gemisches aus Brennstoff und Luft bildet. Hierbei ist ein Gehäuse aus Flußstahl vorgesehen, das die gesamte Verbrennungseinrichtung mit Ausnahme einer Öffnung umschließt und eine Kammer abgrenzt, der Einrichtungen zugeordnet sind, die dazu dienen, ein Brennstoff-Luft-Gemisch zuzuführen und zu bewirken, daß dieses Gemisch über den ganzen Umfang der Verbrennungseinrichtung einen gleichmäßigen Druck aufweist. Die auf einer Seite der Kammer angeordnete Austrittsöffnung der Verbrennungseinrichtung ermöglicht es den Verbrennungsprodukten, zu einer der Austrittsöffnung benachbarten Düse aus Metall zu strömen. Bei einem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Kammer aus feuerfestem Werkstoff, die in ein Gehäuse aus Flußstahl eingeschlossen ist, in dem Raum zwischen der Verbrennungseinrichtung und der Düse angeordnet, um eine sekundäre Brennkammer zu bilden, in der die in der Verbrennungseinrichtung eingeleitete Verbrennung zuendegeführt wird, wenn der Bereich der gewünschten Brennstoffzufuhr die Verbrennungsleistung der Verbrennungseinrichtung überschreitet. Die Düse dient hierbei dazu, dem aus demIn one embodiment of the invention, the burner is used to make endless glass threads by means of a reduction in size to produce fibers in their cross-section; To carry out this process it is required with a very uniform temperature and a uniform force of the gas flow to work when a uniform from the glass thread fibrous product is to be produced. According to the invention it is possible to use one of the above The purpose of generating a suitable gas flow if a metal housing or a metal combustion device is used, which forms a combustion chamber for burning a previously generated mixture of fuel and air. Here a housing made of mild steel is provided which encloses the entire combustion device with the exception of an opening and delimits a chamber to which devices are assigned which serve to maintain a fuel-air mixture to supply and to cause this mixture over the entire circumference of the combustion device has even pressure. The combustion device outlet opening located on one side of the chamber enables the products of combustion to flow to a metal nozzle adjacent to the outlet opening. In an embodiment described below is a chamber made of refractory material, which is in a Housing made of mild steel is enclosed, located in the space between the combustion device and the nozzle, to form a secondary combustion chamber in which the combustion initiated in the incinerator is completed becomes when the range of the desired fuel supply increases the combustion performance of the incinerator exceeds. The nozzle is used here to the out of the

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Brennerauslaß austretenden Strom der Verbrennungsprodukte eine Form zu geben, die dem Querschnitt ihres Auslasses entspricht.Burner outlet exiting stream of combustion products to give a shape that corresponds to the cross-section of their outlet is equivalent to.

Bei der bevorzugten Ausführungsform weist die ■Verbrennungseinrichtung einander gegenüber liegende durchlässige ebene Flächen auf, die einander zugewandte Hauptflächen der Brennkammer bilden, sowie eine rückwärtige Platte und zwei an den Enden angeordnete blatten. Hierbei sind die durchlässigen ebenen Flächen z.B. als gelochte Platten ausgebildet. Die rückwärtige Platte ist mit einer Vertiefung versehen, so daß sie eine Verteilung und Vorwärmung des Brennstoff-Luft-Gemisches bewirkt, wenn das Gemisch aus dem Einlaß in die erwähnte Kammer übertritt.In the preferred embodiment, the combustion device Opposite permeable flat surfaces, the main surfaces facing each other the combustion chamber, as well as a rear plate and two blades arranged at the ends. Here the permeable flat surfaces are e.g. designed as perforated plates. The back plate is with a Provided recess so that it causes a distribution and preheating of the fuel-air mixture when the Mixture passes from the inlet into the chamber mentioned.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform ist die Verbrennungseinrichtung aus einem durchlässigen gesinterten Metall hergestellt, so daß alle Wände der Verbrennungseinrichtung durchlässig sind.In a modified embodiment, the incinerator is made of a permeable sintered metal so that all walls of the incinerator are permeable.

Bei beiden Ausführungsformen von Verbrennungseinrichtungen ist jeweils eine Brennkammer vorhanden, bei der sich die Verbrennung an den Innenflächen oder nahe den Innenflächen der durchlässigen Teile abspielt. Infolgedessen breitet sich der Verbrennungsvorgang gleichmäßig über eine große Fläche aus, so daß die gesamte Kaimer verfügbar ist, um die Verbrennung zuendezuführen. Ferner ist die auf einer Seite der Verbrennungseinrichtung vorgesehene Öffnung zum Abgeben der Verbrennungsprodukte frei von Hindernissen, so daß sich die Produkte der sich in der Verbrennungseinrichtung abspielenden Verbrennung entspannen können, damit das Entstehen einer turbulenten Strömung möglichst weitgehend verhindert wird.In both embodiments of combustion devices, there is a combustion chamber in which the combustion takes place on the inner surfaces or near the inner surfaces of the permeable parts. Consequently If the combustion process spreads evenly over a large area, so that the entire quay is available, to complete the combustion. Furthermore, the one on a Side of the combustion device provided opening to Delivering the products of combustion free of obstacles, so that the products are in the incinerator The combustion taking place can relax, so that the formation of a turbulent flow as much as possible is prevented.

Die Düse dient dazu, eine gleichmäßige Strömung der Verbrennungsprodukte aufrechtzuerhalten, die von der Brennkammer der Verbrennungseinrichtung und der sekundärenThe nozzle serves to maintain an even flow of the products of combustion emanating from the combustion chamber the incinerator and the secondary

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Brennkammer abgegeben werden, die zusammen einen Kanal bilden, der über die ganze axiale Länge des Brenners einen konstanten Querschnitt hat. Die Verbrennungsprodukte oder Heizgase werden dann durch die Düse gleichmäßig konvergent zusammengeführt, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Gase erhöht wird, und wobei ein allgemein laminarer Heizgasstrom entsteht, der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine breite und flache Form hat_o Combustion chamber are released, which together form a channel which has a constant cross section over the entire axial length of the burner. The combustion products or heating gases are then brought together uniformly convergent through the nozzle, whereby the flow velocity of the gases is increased, and a generally laminar flow of heating gas is created, which in the embodiment described has a wide and flat shape _{or the like}

Bei dem erfindungsgemäßen Brenner werden die erwähnten Schwierigkeiten, die auf eine Erosion feuerfester Werkstoffe und eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Heizgase zurückzuführen sind, durch die Verwendung einer Brennkammer aus Metall und einer ebenfalls aus Metall hergestellten Düse vermieden. Bei einer solchen Brennkammer aus Metall ist es nicht erforderlich, komplizierte Verteiler zum Zuführen eines vorbereiteten Brennstoff-Luft-Gemisches vorzusehen, und man kann auf -die Verwendung von Diffusionseinrichtungen verzichten, die bis jetzt benötigt werden, um den Brennstoff gleichmäßig zu verteilen. Da die Verbrennung in der Brennkammer zuendegeführt wird, sind die Schwierigkeiten vermieden, die auf das Wegblasen der Flamme, eine unvollständige Verbrennung und das Austreten der Flamme aus dem Brennerauslaß zurückzuführen sind. Da die Düse aus Metall auf dem Brenner so montiert ist, daß sie ungehindert Wärmeausdehnungsbewegungen ausführen kann, sind die bis jetzt auf ein Verziehen der Düse zurückzuführenden Schwierigkeiten ebenfalls vermieden. Die höhere Widerstandsfähigkeit einer Düse aus Metall gegenüber sich zyklisch ändernden Betriebsbedingungen führt zu einer erheblichen Verlängerung der Lebensdauer des Brenners, da eine frühzeitige Beschädigung des Brennerauslasses weitgehend verhindert wird.In the case of the burner according to the invention, the difficulties mentioned, which relate to erosion, are refractory Materials and a reduction in the flow rate of the exiting hot gases are due to the use of a combustion chamber made of metal and a nozzle also made of metal avoided. At a Such a metal combustion chamber does not require complicated manifolds for feeding a prepared one Provide fuel-air mixture, and you can do without the use of diffusion devices until now needed to distribute the fuel evenly. Since the combustion in the combustion chamber has ended The difficulties associated with blowing away the flame, an incomplete combustion, are avoided and the leakage of the flame from the burner outlet is due. Because the metal nozzle on the burner so is mounted so that it can run unhindered thermal expansion movements, which are so far on a warping Difficulties attributable to the nozzle are also avoided. The higher resistance of a nozzle Metal in relation to cyclically changing operating conditions leads to a considerable extension of the service life of the burner, as premature damage to the burner outlet is largely prevented.

Eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Brenners und des von ihm abgegebenen Gasstroms wird durch die Stabilisierung ' der Temperatur der Düse bei einer hohen Temperatur gefördert,An increase in the efficiency of the burner and the gas flow it emits is achieved through the stabilization ' the temperature of the nozzle conveyed at a high temperature,

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aa eine isolierte Umschließung vorgesehen ist und Kühlluft in den Kaum zwischen der Umschließung und der Düse hineingesaugt wird.aa an insulated enclosure is provided and cooling air is sucked into the barely between the enclosure and the nozzle.

Im Vergleich zu bekannten Brennern arbeitet der erfindungsgemäße, grundsätzlich aus Metall bestehende Brenner mit einem höheren Wirkungsgrad, und im Vergleich zu bekannten Brennern, bei denen die Brennkammern und Auslässe aus feuerfesten Werkstoffen bestehen, erreicht der Brenner nach der Erfindung eine erheblich längere Lebensdauer. Wie erwähnt, erzeugt ein solcher Brenner einen hochenergetischen Gasstrom, wie er zum Erzeugen ausgezogener Glasfaden von hoher Qualität benötigt wird. Da sich die Konstruktion der Bauteile des Brenners vereinfachen läßt, erhält man gemäß der Erfindung einen robusten. Brenner, der im Vergleich zu bekannten Brennern eine höhere Festigkeit besitzt und geringere Ansprüche an die Wartung stellt, so daß der Betrieb weniger oft unterbrochen zu werden braucht. Schließlich führt die Verwendung von Metall zu einer Verringerung der Größe und des Gewichtes des Brenners.In comparison to known burners, the burner according to the invention, which is basically made of metal, works with a higher efficiency, and compared to known burners, in which the combustion chambers and outlets are off consist of refractory materials, the burner according to the invention achieves a considerably longer service life. As mentioned, such a burner generates a high-energy gas flow, such as that used to produce drawn glass filaments from high quality is needed. Since the construction of the components of the burner can be simplified, one obtains according to the invention a robust. Burner that compared to known burners has a higher strength and less demands on the maintenance, so that the operation needs to be interrupted less often. Finally, the use of metal leads to a reduction in the The size and weight of the burner.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:The invention and advantageous details of the invention are described below with reference to schematic drawings explained in more detail using exemplary embodiments. It shows:

Fig. 1 in einer Seitenansicht einen Brenner, mittels dessen endlose Glasfäden .durch Ausziehen zu Glasfasern verarbeitet werden;Fig. 1 in a side view of a burner, by means of whose endless glass threads are processed into glass fibers by pulling them out will;

Fig. 2 den Brenner nach Fig. 1 im Grundriß, wobei bestimmte Teile weggebrochen gezeichnet sind, um weitere Einzelheiten erkennbar zu machen;Fig. 2 shows the burner of Fig. 1 in plan, with certain parts broken away to show others Make details recognizable;

Fig. 3 einen vergrößerten ü'eilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2; 3 shows an enlarged partial section along the line 3-3 in FIG. 2;

Fig. 4 den Brenner nach Fig. 2 bei Betrachtung desselben von der Linie 4-4 in Fig. 2 aus;Fig. 4 shows the burner of Fig. 2 viewed from line 4-4 in Fig. 2;

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Fig. 5 eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 3 dargestellten Düsenteils des Brenners;FIG. 5 shows a modified embodiment of the one shown in FIG illustrated nozzle part of the burner;

Fig. 6 die gesamte Stirnansicht des Düsenteils nach Fig. 5j6 shows the entire end view of the nozzle part according to FIG. 5j

Figo 7 in einem einem Teil -von Fig. 3 entsprechenden Schnitt eine abgeänderte Ausführungsform der Verbrennungseinrichtung und des Einlasses. FIG. 7 in a part corresponding to FIG Section through a modified embodiment of the incinerator and inlet.

In Fig. 1 erkennt man einen insgesamt mit 10 bezeichneten Brenner zum Erzeugen eines hochenergetischen Stroms von Verbrennungsprodukten oder Gasen mit einem Einlaß 12 für ein vorbereitetes Brennstoff-Luft-Gemisch» das dem Einlaß von einer nicht dargestellten Quelle aus zugeführt wird. Als typisches Beispiel für ein solches Gemisch sei ein Gemisch aus Erdgas und Luft genannt, das in dem Brenner 10 verbrannt wird, und dessen Verbrennungsprodukte über einen Auslaß 14 mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur abgegeben werden.1 shows a burner, designated as a whole by 10, for generating a high-energy current of combustion products or gases with an inlet 12 for a prepared fuel-air mixture »that of the inlet is supplied from a source not shown. A typical example of such a mixture is a Mixture of natural gas and air called, which is burned in the burner 10, and its combustion products via a Outlet 14 can be discharged at high speed and high temperature.

Gemäß Fig. 1 dienen die von dem Brenner 10 abgegebenen Gase dazu, endlose Glasfaden 16 zu erhitzen, die über eine Führungsstange 18 laufen und sich dem Gasstrom im wesentlichen unter einem rechten Winkel nähern. Wenn sich die aus erstarrtem Glas bestehenden endlosen Glasfaden 16 über die Unterseite der Führungsstange 18 hinweg bewegen, tritt eine hinreichende Erweichung des Glases ein, so daß der Heizgasstrom die endlosen Fäden 16 so umlenkt, daß sie sich längs einer im wesentlichen ebenen Bahn in der gleichen !Richtung bewegen wie die Heizgase. Die durch den Heizgasstrom erzeugte Kraft bewirkt, daß aus den endlosen Fäden 16 feine Fasern 20 entstehen, die auf einem nicht dargestellten endlosen durchlässigen Förderband gesammelt werden können, um eine Masse in Form eines Gewirrs von Glasfasern zu bilden. Wenn Glasfasern 20 von hoher Qualität mit gleichmäßigen Eigenschaften erzeugt werden sollen,.erweist es sich als erforderlich, daß die Verbrennung in dem BrennerAccording to FIG. 1, the outputs from the burner 10 are used Gases to heat endless glass threads 16, which run over a guide rod 18 and join the gas flow in the substantially approach at a right angle. When the continuous glass filament 16 move over the underside of the guide rod 18, occurs a sufficient softening of the glass, so that the heating gas flow deflects the endless threads 16 so that they move along an essentially flat path in the same direction as the heating gases. The through the heating gas flow The force generated causes fine fibers 20 to arise from the endless threads 16, which on a not shown endless permeable conveyor belt can be gathered to form a mass in the form of a tangle of glass fibers to build. If glass fibers 20 of high quality with uniform properties are to be produced, it proves proved to be required for combustion in the burner

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zuendegeführt wird, daß die Flamme nicht aus dem Auslaß 14 herausragt, und daß der den Auslaß 14· verlassende Gasstrom allgemein gleichmäßig ist und eine laminare Strömung bildet.it is brought to a conclusion that the flame does not protrude from the outlet 14, and that the gas flow leaving the outlet 14 · is generally uniform and forms a laminar flow.

Zwar eignet sich die dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines Brenners insbesondere zum Ausziehen endloser Glasfaden 16, doch sei bemerkt, daß sich die Verwendbarkeit erfindungsgemäßer Brenner nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Für jeden Fachmann ergeben sich ohne weiteres naheliegende Abänderungsmöglichkeiten, die z.B. Änderungen der Form des Auslasses 14 betreffen, und die es ermöglichen würden, den Brenner zu anderen Zwecken geeignet zu machen, z.B. zum Flammenhärten oder Ziehen von Werkstoffen in Fällen, in denen ein hochenergetischer Strom von Verbrennungsprodukten benötigt wird.It is true that the illustrated preferred embodiment of a burner is particularly suitable for pulling out endless Glass thread 16, but it should be noted that the use of the torches according to the invention is not limited to this application. For every person skilled in the art there are no problems Obvious modification possibilities, e.g. concerning changes in the shape of the outlet 14, and which make it possible would make the burner suitable for other purposes, e.g. for flame hardening or drawing of materials in cases where a high energy flow of combustion products is required.

Weitere Einzelheiten des Brenners 10 sind aus Fig. bis 4 zu ersehen. Fig. 2 und 3 zeigen den Einlaß 12, bei dem es sich normalerweise um ein Rohr handelt, das an seinem oberen Ende durch eine Platte 22 abgeschlossen und unterhalb dieser Platte mit einem Schlitz 24 versehen ist, über den das Brennstoff-Luft-Gemisch in eine Kammer 26 eintritt, die durch ein Gehäuse 28 und ein im folgenden als Verbrennungseinrichtung bezeichnetes Verbrennungsgehäuse 30 abgegrenzt ist. Die in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile veranschaulichen allgemein den Verlauf des in die Kammer 26 eintretenden und sie wieder verlassenden Stroms des Brennstoff-Luft-Gemisches. Das Gemisch entweicht aus der Kammer 26 durch durchlässige Flächen der Verbrennungseinrichtung 30 hindurch, um zu einer primären Verbrennungskammer 32 zu gelangen.Further details of the burner 10 can be seen from FIGS. Figs. 2 and 3 show the inlet 12, at which it is usually a tube that is closed at its upper end by a plate 22 and below this plate is provided with a slot 24 through which the fuel-air mixture enters a chamber 26, by a housing 28 and a combustion housing hereinafter referred to as the combustion device 30 is delimited. The arrows shown in FIG. 3 generally illustrate the course of the flow of the entering and exiting chamber 26 Fuel-air mixture. The mixture escapes from chamber 26 through permeable surfaces of the incinerator 30 to a primary combustion chamber 32 to arrive.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist die Verbrennungseinrichtung 30 zwei einander gegenüber liegende rechteckige durchlässige Flächen 34 aus gelochtem Blech auf, die sich zwischen zwei rechteckigen Stirnwänden 36 sowie zwischen einer rückwärtigen PlatteIn the preferred embodiment illustrated, the incinerator 30 has two opposite one another lying rectangular permeable surfaces 34 made of perforated sheet metal, which are between two rectangular End walls 36 and between a rear panel

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und einem.Flansch. 40 erstrecken. Die rückwärtige Platte ist mit einer Eindrückung versehen, die in die primäre Verbrennungskammer "32 hineinragt, an ihrem Scheitel gleichmäßig_^ekrümmt ist und sich zwischen den Stirnwänden 36 erstreckt, um das aus dem Schlitz 24 austretende Gemisch so zu verteilen, daß das Gemisch an den gelochten Blechflächen 34 einen gleichmäßigen Druck aufweist. Das Gemisch wird innerhalb der Eindrückung der rückwärtigen Platte ^8 vorgewärmt, um den Wirkungsgrad der Verbrennungseinrichtung zu erhöhen. Jede der Stirnwände 36 weist eine Öffnung 42 auf, damit das Gemisch aus dem Eaum innerhalb der Eindrückung an den Stirnwänden vorbeiströmen kann.and a flange. 40 extend. The back plate is provided with an indentation which protrudes into the primary combustion chamber "32, at its apex is evenly curved and extends between the end walls 36 extends in order to distribute the mixture emerging from the slot 24 so that the mixture on the perforated sheet metal surfaces 34 has a uniform pressure. The mixture is within the indentation of the rear plate ^ 8 preheated to increase the efficiency of the incinerator. Each of the end walls 36 has an opening 42 on so that the mixture of the space within the indentation can flow past the end walls.

Die für das Gemisch durchlässigen Flächen 34- der Verbrennungseinrichtung sind parallel zueinander angeordnet, und der zwischen ihnen vorhandene Abstand ist entsprechend der gewünschten Leistung des Brenners und der Stärke des zu erzeugenden Stroms der Verbrennungsprodukte so gewählt, daß sich die anfängliche Verbrennung des Gemisches allgemein in parallelen ebenen Zonen in unmittelbarer Nähe der durchlässigen Flächen und innerhalb der Verbrennungseinrichtung abspielt. Eine weitere Verbrennung, die sich einer voll_ ständigen Verbrennung annähern oder sie sogar erreichen kann, spielt sich in dem Eaum zwischen den Zonen ab, innerhalb welcher die anfängliche Verbrennung stattfindet. Der Auslaß der Verbrennungseinrichtung hat im rechten Winkel zu den durchlässigen Flächen 34 den gleichen Querschnitt wie die Verbrennungseinrichtung, und er verläuft allgemein parallel zu der rückwärtigen Platte 38. Diese Auslaßöffnung führt daher nicht zu einer Störung des Strömens der Verbrennungsprodukte, die aus der .Verbrennungseinrichtung entweichen, und der Auslaß kann entweder unmittelbar oder mit Hilfe einer Verlängerung, die keine Änderung des Querschnitts bewirkt, mit der Einrichtung verbunden sein, die dazu dient, dem Strom der Verbrennungsprodukte die gewünschte endgültige Form zu VerleihernThe surfaces 34- of the combustion device that are permeable to the mixture are arranged parallel to each other, and the space between them is corresponding the desired output of the burner and the strength of the flow of combustion products to be generated so selected that the initial combustion of the mixture is generally in parallel planar zones in the immediate vicinity of the permeable Surfaces and within the incinerator. Another burn that is a full_ approach or even reach constant combustion takes place in the space between the zones, within which the initial combustion takes place. The outlet of the incinerator is at right angles to the permeable surfaces 34 have the same cross-section as that Incinerator, and it is generally parallel to the rear plate 38. This outlet port leads therefore does not disturb the flow of the combustion products, which escape from the combustion device, and the outlet can either be direct or with By means of an extension that does not change the cross-section, be connected to the device that serves to give the flow of combustion products the final desired shape

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Um sowohl die Verbrennungseinrichtung 30 als auch das Gehäuse 28 für die Kammer 26 herzustellen, werden bekannte Verfahren, z.B. Schweißverfahren, angewendet; das Gehäuse 28 besteht z.B. aus Flußstahl, während die Verbrennungseinrichtung 30 aus nichtrostendem Stahl der Sorte 304- hergestellt ist. Als Beispiel für ein gelochtes Blech 34 sei das Erzeugnis genannt, das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Conidure" von der National-Standard Company, Carbondale, Pennsylvania, U.S.A., hergestellt wird und aus nichtrostendem Stahl der Sorte 304 der Stärke 24 nach amerikanischer Norm besteht und mit einer solchen Anzahl von Öffnungen mit einem Durchmesser von etwa 0,3 mm versehen ist, daß die offene Fläche 8,5% beträgt. Hierbei wird ein stark ausgewalztes Conidure-Erzeugnis verwendet, bei dem jede Öffnung durch scharf ausgeprägte Kanten abgegrenzt ist und eine divergierende Profilform aufweist. Die divergierenden Öffnungen sind der Brennkammer 32 zugewandt.To both the incinerator 30 and the To manufacture housings 28 for chamber 26, known techniques such as welding techniques are used; the case For example, 28 is made of mild steel, while the incinerator 30 is made of grade 304 stainless steel is. As an example of a perforated sheet metal 34, the product is mentioned that is protected by law Designation "Conidure" from the National-Standard Company, Carbondale, Pennsylvania, U.S.A. and is made from American grade 304 stainless steel Standard exists and is provided with such a number of openings with a diameter of about 0.3 mm, that the open area is 8.5%. Here, a heavily rolled out Conidure product is used, in which each Opening is delimited by sharply defined edges and has a diverging profile shape. The divergent Openings face the combustion chamber 32.

Gegebenenfalls kann man den Brenner Ί0 mit einer sekundären Brennkammer 44 versehen, um die betriebsmäßige Anpassungsfähigkeit des Brenners dadurch zu vergrößern, daß ■ der Bereich der Brennstoffdurchsatzmengen erweitert wird, innerhalb dessen der Brenner betrieben werden kann. Gemäß Fig. 3 ist die sekundäre Brennkammer 44 mit einer feuerfesten isolierenden Auskleidung 46 versehen, die auf ihrer Außenseite durch eine Schicht 48 aus einem Isoliermaterial abgestützt ist, welche die gesamte innere Umfangsflache eines aus Flußstahl hergestellten Gehäuses 50 überdeckt, das mit einem vorderen Flansch 52 und einem hinteren Flansch 54 (Fig. 2) versehen ist. Um das die Kammer 26 abgrenzende Gehäuse 28 mit dem die sekundäre Brennkammer umschließenden Gehäuse 50 zu verbinden, wird gemäß Fig. 2 der hintere Flansch 54 des Gehäuses 50 durch Schrauben mit einem Flansch 56 am vorderen Ende des Kammergehäuses 28 verbunden. Zwischen den Flanschen 54 und 56 wird eine Dichtung 41 angeordnet. Um ein Befestigen des Brenners zu ermöglichen, kann manIf necessary, one can use the burner Ί0 with a secondary Combustion chamber 44 provided for operational adaptability to enlarge the burner by ■ expanding the range of fuel flow rates, within which the burner can be operated. According to Fig. 3, the secondary combustion chamber 44 is refractory insulating lining 46 provided on its outside by a layer 48 of an insulating material is supported, which is the entire inner peripheral surface of a made of mild steel housing 50 covers that with a front flange 52 and a rear flange 54 (Fig. 2) is provided. Around the housing 28 which delimits the chamber 26 and which encloses the secondary combustion chamber To connect housing 50, as shown in FIG. 2, the rear flange 54 of the housing 50 by screws with a flange 56 connected to the front end of the chamber housing 28. A seal 41 is arranged between the flanges 54 and 56. To enable the burner to be attached, one can

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am unteren Teil des Gehäuses 50 eine Mutter 60 anbringen. In diese Mutter 60 kann gemäß Fig. 1 eine Befestigungsschraube 64- eingeschraubt werden, um den Brenner 10 fest mit einem Tragstück 62 zu verbinden, das auf zwei Führungen 66, von denen eine in Fig. 1 dargestellt ist, verschiebbar ist. Zum Verstellen des Tragstücks 62, um den Auslaß 14 der Düse auf die Arbeitszone zu oder von ihr weg zu bewegen, dienen nicht dargestellte Schrauben bekannter Art, die mit einem Tragflansch 63 zusammenarbeiten. Der Brenner 10 wird von einer zylindrischen Halterung 70 getragen, die von einer Spannschelle 68 umschlossen ist, an welcher der Tragflansch 63 mit den Führungen 66 befestigt ist. Soll der Brenner 10 im rechten Winkel zu den endlosen Glasfäden 16 eingestellt werden, lockert man die Spannschelle 68 gegenüber der zylindrischen Halterung 70» so daß sich der Brenner um die Achse dieser Halterung schwenken läßt.attach a nut 60 to the lower part of the housing 50. According to FIG. 1, a fastening screw 64 can be screwed into this nut 60 in order to secure the burner 10 with it to connect a support piece 62 which is displaceable on two guides 66, one of which is shown in FIG. For adjusting the support piece 62 to the outlet 14 of the nozzle To move towards the work zone or away from it, screws of a known type, not shown, are used with a Working together support flange 63. The burner 10 is carried by a cylindrical holder 70 which is supported by a Clamp 68 is enclosed, to which the support flange 63 is fastened with the guides 66. Should the burner 10 are set at right angles to the endless glass threads 16, loosen the clamp 68 relative to the cylindrical Bracket 70 »so that the burner is around the Can pivot axis of this bracket.

Fig.3' und 4 zeigen eine konvergierende Düse 72, die an einem Auslaß 14 endet, der als gradlinig verlaufende Verengung ausgebildet ist. Gemäß Fig. 4 hat der Auslaß der Düse 72 einen rechteckigen Querschnitt» Zwar könnte die Düse als geschweißte Konstruktion ausgebildet sein, doch haben bei der hier dargestellten Düse die Wände allgemein eine gleichmäßige Dicke, und sie sind mit Ausnahme von Aufrundungen und Ansätzen mit einer Wandstärke von etwa 9»5 mm gegossen. Die Auslaßöffnung 14 hat einen Querschnitt von etwa 219 x 12,7 mm und ist durch einen konvergierenden Abschnitt mit einem Einlaß verbunden, der einen Querschnitt von etwa 219 x 51 mm hat. Wie erwähnt, könnte man auch andere Düsenformen wählen, insbesondere dann, wenn der Brenner nicht zum Ausziehen endloser Glasfäden 1.6 dient. Beispielsweise könnte man eine als Schweißkonstruktion ausgebildete Düse 72 aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Inconel 600" erhältlichen Werkstoff oder als Gußstück aus einem der Werkstoffe herstellen, die unter den gesetzlich geschützten Bezeichnungen "Hastaloy" bzw. "Inconel 611" erhältlich sind.3 'and 4 show a converging nozzle 72 which ends at an outlet 14 which is designed as a straight constriction. According to Fig. 4, the outlet of the nozzle 72 a rectangular cross-section »Although the nozzle could be designed as a welded construction, with For the nozzle shown here, the walls are generally of uniform thickness and are, with the exception of rounded corners and approaches with a wall thickness of about 9 »5 mm cast. The outlet opening 14 has a cross section of approximately 219 x 12.7 mm and is through a converging section connected to an inlet which has a cross-section of approximately 219 x 51 mm. As mentioned, other nozzle shapes could also be used choose, especially if the burner is not used to pull out endless glass threads 1.6. For example, could a nozzle 72 designed as a welded construction made of the under the legally protected name "Inconel 600" available material or as a casting from one of the materials listed under the legally protected Designations "Hastaloy" or "Inconel 611" are available.

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Zu den weiteren Werkstoffen, die zur Verwendung in anderen Anwendungsfällen in Betracht kommen können, gehören nichtrostende Stähle der Sorten 310 und 309.Other materials that can be considered for use in other applications include stainless steel Steels of grades 310 and 309.

Es sind besondere Maßnahmen getroffen, um die Düse 72 an dem Brenner 10 so zu befestigen, daß sie sich beim Erhitzen durch die über den Auslaß 14 entweichenden Heizgase ungehindert ausdehnen kann. Gemäß Fig. 2 und 5 sind über den Umfang des Einlasses der Düse 72 mehrere Ansätze 74 verteilt, damit sich die Düse insbesondere in der Breitenrichtung ausdehnen kann, während die Düse gleichzeitig durch Streben 76 in fester Anlage an dem isolierenden feuerfesten Werkstoff 46 der sekundären Verbrennungskammer 44 gehalten wird. Das Auftreten von Undichtigkeiten zwischen der Düse 72 und der feuerfesten Auskleidung 46 wird durch eine dazwischen angeordnete Dichtung 78 verhindert, die beim Anbringen der Düse' an der Verbrennungseinrichtung 30 oder dem in die Strömungsrichtung weisenden Ende 45 der sekundären Brennkammer 44 zusammengedrückt wird. Damit die Ansätze 74 der Düse durch die Streben 76 abgestützt werden, werden die Streben an einem aus Flußstahl hergestellten Gehäuse 82 der Umschließung 80 befestigt, die gemäß Fig. 2 Flansche 84 aufweist, welche durch Schrauben 86 mit den Flanschen 52 der sekundären Brennkammer 44 verbunden werden.There are special measures taken to attach the nozzle 72 to the burner 10 so that they are when Heating can expand unhindered by the heating gases escaping via the outlet 14. 2 and 5 are about the Perimeter of the inlet of the nozzle 72 distributed several lugs 74, so that the nozzle can expand in particular in the width direction, while the nozzle is at the same time supported by struts 76 is held in firm engagement with the insulating refractory material 46 of the secondary combustion chamber 44. That Occurrence of leaks between the nozzle 72 and the refractory lining 46 is prevented by an interposed seal 78, which when the nozzle is attached ' at the combustion device 30 or at the end 45 of the secondary combustion chamber 44 pointing in the direction of flow is squeezed. So that the lugs 74 of the nozzle through the struts 76 are supported, the struts on a Made of mild steel housing 82 attached to the enclosure 80, which has flanges 84 according to FIG. 2, which by bolts 86 to the flanges 52 of the secondary combustion chamber 44 can be connected.

Die Umschließung 80 ist so ausgebildet, daß sie auf der Außenseite der Düse 72 Kühlkanäle 94 abgrenzt. Das Gehäuse 82 der Umschließung 80 ist in einem Abstand von der Düse 72 und dem Flansch 56. bzw. der in die Strömungsrichtung weisenden Fläche 45 der sekundären Brennkammer 44 angeordnet. Ein Einlaßkanal 88 erstreckt sich über die ganze Breite der Umschließung 80 zwischen dem Gehäuse 50 und dem hinteren Rand 83 des Gehäuses 82, da die Umschließung gemäß Fig. 2 durch seitliche Ansätze 85 in einem Abstand von der sie tragenden Fläche gehalten wird.The enclosure 80 is designed such that it delimits cooling channels 94 on the outside of the nozzle 72. The case 82 of the enclosure 80 is at a distance from the nozzle 72 and the flange 56. or in the direction of flow facing surface 45 of the secondary combustion chamber 44 is arranged. An inlet channel 88 extends across the entire width of enclosure 80 between housing 50 and the rear Edge 83 of the housing 82, since the enclosure according to FIG. 2 by lateral lugs 85 at a distance from the one carrying it Surface is held.

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An die innere Umfangsfläche der Umschließung 80 ist ein isolierender feuerfester Werkstoff 90 angegossen, der gemäß Fig. 3 durch 'Verankerungen 92 in seiner Lage gehalten wird. Der isolierende feuerfeste Werkstoff 90 ist oberhalb und unterhalb der Düse 72 in-der Längsrichtung so profiliert, daß er im Bereich des Düsenauslasses 14 ein kurzes Stück jenseits der Düse endet. Der isolierende feuerfeste Werkstoff 90 hat gegenüber der Außenfläche der Düse 72 in Kichtung auf den Auslaß 14 ein konvergierendes Profil, so daß durch die über den Auslaß entweichenden Heiz gase Kühlluft in die Kanäle 94 hineingesaugt wird.To the inner peripheral surface of the enclosure 80 is an insulating refractory material 90 cast on, the 3 held in place by anchors 92 will. The insulating refractory material 90 is above and below the nozzle 72 in the longitudinal direction so profiled that it ends in the region of the nozzle outlet 14 a short distance beyond the nozzle. The isolating one Refractory material 90 has opposite the outer surface of the Nozzle 72 in the direction of the outlet 14 has a converging profile, so that by the escaping via the outlet heat gas cooling air is sucked into the channels 94.

Die Düse 72 ist innerhalb der Umschließung 80 durch mehrere Stellschrauben 96 zentriert, die gemäß J¹Xg* 4 in das Gehäuse 82 eingebaut sind und sich an der Außenfläche der Wandung des Düsenauslasses 14 abstützen. Sobald die Schrauben 96 richtig eingestellt worden sind, wird der Auslaß 14 in einem gewissen Ausmaß abgestützt, und diese Anordnung trägt weiter dazu bei, die Form des Auslasses beim Erreichen der Betriebstemperatur zu stabilisieren.The nozzle 72 is centered within the enclosure 80 by a plurality of set screws 96 which ^{are built into the housing 82 according to J 1} Xg * 4 and are supported on the outer surface of the wall of the nozzle outlet 14. Once the screws 96 are properly adjusted, the outlet 14 will be supported to some extent and this arrangement further helps stabilize the shape of the outlet when it is at operating temperature.

5 und 6 zeigen eine Abwandlung der anhand von 3 beschriebenen Düse 72, bei der zusätzlich Kühlrippen 98 vorhanden sind, um die Oberfläche der Düse zu vergrößern und so die Kühlwirkung der in die Umschließung 80 hineingesaugten Luft zu steigern.FIGS. 5 and 6 show a modification of FIG 3 described nozzle 72, with the additional cooling fins 98 are present in order to increase the surface area of the nozzle and thus the cooling effect of the in the enclosure 80 to increase the sucked in air.

Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer ■Verbrennungseinrichtung 30, welche die gleiche Form hat wie die weiter oben beschriebene Verbrennungseinrichtung, jedoch Wände 100 aus gesintertem Metallpulver aufweist, deren , Dicke erheblich größer ist als die Wandstärke des gelochten Blechmaterials 34. Bei der Konstruktion nach Fig. 7 sind alle Wände 100 durchlässig, so daß sie das Verteilte Brennstoff-Luft-rGemisch von der Kammer 26 aus zu der Brennkammer 32 strömen lassen.Fig. 7 shows a modified embodiment of a combustion device 30, which has the same shape as the combustion device described above, but has walls 100 made of sintered metal powder, the, Thickness is considerably greater than the wall thickness of the perforated sheet metal material 34. In the construction according to FIG all walls 100 permeable, so that they the distributed fuel-air mixture let flow from the chamber 26 to the combustion chamber 32.

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Der Widerstand, den die Verbrennungseinrichtung dem Gemischetrom entgegensetzt, bewirkt in Verbindung mit dem L-ammergehäuse 28 eine gleichmäßige Verteilung des Gemisches in der Brennkammer■52 dadurch, daß ein gleichmäßiger Druck des Gemisches in der Kammer 26 herbeigeführt wird, so daß eine gleichmäßige Verbrennung in der Verbrennungseinrichtung 30 erzielt wird. Beim Hindurchströmen durch die Verbrennungseinrichtung 30 kühlt das Gemisch die Verbrennungseinrichtung während des kontinuierlichen Betriebs ab, so daß die Verbrennungseinrichtung unterhalb einer Temperatur gehalten wird, die zu einer bemerkbaren Änderung der Farbe des Werkstoffs der Verbrennungseinrichtung führen würde, während sich die Verbrennung in der Brennkammer 32 abspielt. Vorzugsweise ist die Form der Yerbrennungseinrichtung 300 allgemein der Form des Auslasses 14- angepaßt, so daß ein Strömungsweg von gleichmäßigem Querschnitt zwischen der Verbrennungseinrichtung 30 und dem Auslaß 14- vorhanden ist.The resistance which the combustion device opposes to the mixture flow is caused in connection with the L-bunting housing 28 a uniform distribution of the mixture in the combustion chamber ■ 52 in that a uniform pressure of the mixture is brought about in the chamber 26, so that a uniform combustion in the combustion device 30 is achieved. When flowing through the combustion device 30, the mixture cools the combustion device during continuous operation, so that the incinerator is kept below a temperature which would lead to a noticeable change in the color of the material of the incinerator while the combustion takes place in the combustion chamber 32. Preferably, the shape of the burn device 300 is general the shape of the outlet 14-adapted, so that a flow path of uniform cross-section between the Combustion device 30 and the outlet 14- is present.

Es hat sich gezeigt, daß es erforderlich ist, einen Mindestdurchsatz des Brennstoff-Luft-Gemisches aufrechtzuerhalten, um eine Überhitzung der Verbrennungseinrichtung zu verhindern. Dieser Mindestwert der Durchsatzmenge ist eine Funktion mehrerer Faktoren, z.B. der Temperatur des zugeführten Gemisches, der Größe der durchlässigen Fläche der Verbrennungseinrichtung 30, des Strömungswiderstandes, der dem Gemischstrom entgegengesetzt wird, sowie der Wärmeleitfähigkeit. Das Brennstoff-Luft-Gemisch kann in Abhängigkeit vom Druckabfall längs der Verbrennungseinrichtung zugemessen werden, wenn man dafür sorgt, daß die betreffenden Drücke abgelesen werden können.It has been shown that it is necessary to maintain a minimum throughput of the fuel-air mixture, to prevent overheating of the incinerator. This is the minimum value of the throughput rate a function of several factors, e.g. the temperature of the mixture supplied, the size of the permeable area the combustion device 30, the flow resistance, which is opposed to the mixture flow, as well as the thermal conductivity. The fuel-air mixture can be a function be measured by the pressure drop across the incinerator, provided that the relevant Pressures can be read.

Wenn die genannten bedingungen entsprechend berücksichtigt worden sind, spielt sich die Verbrennung in der primären Brennkammer 32 ab, und sie wird in dieser Kammer zuendegeführt. Mit hoher Wahrscheinlichkeit ist anzunehmen, daß die Zündung nahe den Innenflächen der Verbrennungseinrichtung 30 in der Weise erfolgt, daß eine unbestimmteIf the mentioned conditions are taken into account accordingly have been, the combustion takes place in the primary combustion chamber 32, and it is in that chamber finished. It is very likely that that the ignition close to the interior surfaces of the incinerator 30 takes place in such a way that an indefinite

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Anzahl einzelner Flammen entsteht, wobei bei jeder Flamme eine dünne Schicht aus dem Brennstoff-Luft-Gemisch zwischen der Flamme und der Innenfläche der Verbrennungseinrichtung vorhanden ist. Daher spielt sich die Verbrennung des Gemisches sehr schnell ab, und sie breitet sich über eine große Fläche aus, so daß sich die Verbrennungsprodukte gleichmäßig verteilen.Number of individual flames is created, with each flame a thin layer of the fuel-air mixture between the flame and the internal surface of the incinerator. Hence the combustion of the mixture plays very quickly, and it spreads over a large area, so that the products of combustion spread out evenly to distribute.

Da sich bei dem erfindungsgemäßen Brenner im Vergleich zu bekannten Brennern eine erhebliche Senkung des Geräuschpegels ergibt, wird ferner angenommen, daß die erwähnte Schicht möglicherweise als Puffer wirkt und das Entstehen eines Eesonanzgeräusches verhinderteSince the burner according to the invention has a considerable reduction in the noise level compared to known burners results, it is also believed that the mentioned layer may act as a buffer and the emergence a resonance noise prevented

Bei der in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Verbrennungseinrichtung 30 bewirkt das Vorhandensein der erwähnten Eindrückung in der unteren Platte 38, daß der Seheitelabschnitt dieser Eindrückung in einem erheblichen Ausmaß erhitzt wird, was daraus zu erkennen ist, daß sich beim Betrieb des Brenners ein Glühen dieses Scheitelabschnitts beobachten läßt. Da das Gemisch diesem heißen Teil der Eindrückung beim Eintreten in die Kammer 26 zugeführt wird, wird das Gemisch durch seine Berührung mit der hinteren Platte 38 vorgewärmt, bevor es in die primäre Brennkammer 32 einströmt, wodurch die Geschwindigkeit der Verbrennung weiter erhöht wird.In the preferred embodiment of the combustion device 30 shown in FIG. 3, the presence causes the mentioned indentation in the lower plate 38, that the Seheitel section of this indentation in a considerable Extent is heated, which can be seen from the fact that during operation of the burner a glow of this apex section lets watch. Since the mixture is fed to this hot part of the indentation upon entering the chamber 26 the mixture is preheated by its contact with the rear plate 38 prior to entering the primary combustion chamber 32 flows in, whereby the speed of the combustion is further increased.

Bestimmte Faktoren, z.B. der vorgewärmte Brennstoff, die gleichmäßige Verteilung des Brennstoff-Luft-Gemisches und das Vorhandensein einer großen gleichmäßigen Fläche zum Durchführen der Verbrennung und zum gleichmäßigen Verteilen der Verbrennungsprodukte sind von besonderer Bedeutung, wenn ein hochenergetischer Heizgasstrom erzeugt werden soll, der zum Ausziehen endloser Glasfäden 16 zu Fasern 20 dient. Es wird angenommen, daß die einander gegenüber liegenden, für das Brennstoff-Luft-Gemisch durchlässigen ebenen Flächen der Verbrennungseinrichtung 30 eine große Fläche zum Zünden des Gemisches und eine Zone bilden, in der die VerbrennungCertain factors, e.g. the preheated fuel, the even distribution of the fuel-air mixture and the presence of a large uniform area to carry out the combustion and distribute it evenly the combustion products are of particular importance if a high-energy heating gas flow is to be generated, which is used to pull out endless glass threads 16 into fibers 20. It is assumed that the opposite, Flat surfaces of the combustion device 30 that are permeable to the fuel-air mixture have a large area for ignition of the mixture and form a zone in which the combustion

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vollständig ablaufen kann, wobei gleichzeitig das Entstehen einer übermäßigen Turbulenz in den Verbrennungsprodukten verhindert wird. Es ist vorteilhaft, wenn die einander gegenüber angeordneten ebenen Flächen 34 parallel sind. Wenn Glasfasern von hoher Qualität mit gleichmäßigen physikalischen Eigenschaften erzeugt werden sollen, muß die Verbrennung in dem Brenner 10 zuendegeführt werden. Wenn der für die Produktion benötigte Bereich der Durchsatzmengen des Brennstoff-Luft-Gemisches die Leistungsfähigkeit der primären Brennkammer 32 überschreitet, wird in der beschriebenen Weise eine sekundäre Brennkammer 44 benutzt, damit das gezündete Gemisch innerhalb des Brenners vollständig verbrennen kann. Die durch eine vollständige Verbrennung erzeugten Gase erreichen Temperaturen, die höher sind als die anderenfalls erzielbaren Temperaturen, und diese erhöhten Temperaturen führen zu einer Steigerung des Produktionswirkungsgrades des Brenners, der sich in Gewichtseinheiten der Glasfäden ausdrücken läßt, die je Raumeinheit des Brennstoffs zu Glasfasern verarbeitet werden können. Bei einer solchen vollständigen Verbrennung besteht außerdem nicht die Gefahr des Austretens der Flamme aus dem Brenner 10. Eine aus dem Brenner austretende Flamme würde bewirken, daß die soeben erst erzeugten Glasfasern erneut zum Schmelzen gebracht werden, sobald die Flamme in Berührung mit den Glasfasern kommt.can proceed completely, at the same time creating excessive turbulence in the combustion products is prevented. It is advantageous if the flat surfaces 34 arranged opposite one another are parallel. if To produce high quality glass fibers with uniform physical properties, incineration must take place in the burner 10 are brought to an end. If the throughput range of the The fuel-air mixture exceeds the capacity of the primary combustion chamber 32, is described in US Pat Way, a secondary combustion chamber 44 is used to completely burn the ignited mixture within the burner can. The gases produced by complete combustion reach temperatures higher than that otherwise attainable temperatures, and these elevated temperatures lead to an increase in production efficiency of the burner, which can be expressed in units of weight of the glass threads per unit of space of the fuel can be processed into glass fibers. In addition, there is no danger of such a complete combustion the escape of the flame from the burner 10. One from the A flame emerging from the burner would cause the glass fibers that have just been produced to melt again as soon as the flame comes into contact with the glass fibers.

Wie erwähnt, spielt sich die Verbrennung in der primären Brennkammer 32 schnell, vollständig und nahe der Eintrittsstelle des Gemisches in die. Brennkammer gleichmäßig über eine große Fläche hinweg ab. Infolgedessen steht bei der Verbrennungseinrichtung 30 der gesamte Rauminhalt der Brennkammer 32 für die Verbrennung und Ausdehnung der Verbrennungsprodukte zur Verfügung. Bei dem Brenner 10 nach Figo 3 können sich die entstehenden Heizgase ungehindert mit einer hohen Geschwindigkeit und gleichmäßig bewegen, ohne daß eine plötzliche Änderung der Strömungsrichtung bewirkt wird, da die Heizgase die einen gleichmäßigen Querschnitt aufwei-As mentioned, the combustion in the primary combustion chamber 32 takes place quickly, completely and close to the point of entry of the mixture into the. Evenly across the combustion chamber over a large area. As a result, the combustion device 30 has the entire volume of the combustion chamber 32 for the combustion and expansion of the combustion products to disposal. In the case of the burner 10 according to FIG. 3, the resulting heating gases can unhindered with a move at high speed and evenly without causing a sudden change in the direction of flow, since the hot gases have a uniform cross-section

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senden Brennkammern 32 und 44 durchströmen. Eine weitere Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit der Heizgase wird durch die Düse 72 bewirkt, die ein Einschnüren des Heizgasstroms in Eichtung auf den Auslaß 14 bewirkt und einen gleichmäßigen Verlauf der Strömung aufrechterhält, so daß ein allgemein laminarer Gasstrom erzeugt wird. Da zwischen der Verbrennungseinrichtung 30 und dem Auslaß 14 ein gleichmäßiger Verlauf der Strömung aufrechterhalten wird, entsteht ein Heizgasstrom, der eine solche Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit aufweist, daß er zum Ausziehen endloser Glasfaden geeignet ist.send combustion chambers 32 and 44 flow through. Another The flow rate of the heating gases is increased by the nozzle 72, which constricts the flow of heating gas causes in Eichtung on the outlet 14 and maintains a uniform course of the flow, so that a generally laminar gas flow is generated. Since between the combustion device 30 and the outlet 14 a uniform The course of the flow is maintained, a flow of heating gas is created which has such a temperature and flow velocity has that it is suitable for drawing out endless glass thread.

Es hat sich gezeigt, daß sich die Abmessungen des Auslasses 14 der Düse 72 bei der Betriebstemperatur praktisch nicht verändern, d.h. daß nur ein minimaler Verzug auftritt, so daß der Heizgasstrom in der gewünschten Weise abgegeben wird. Perner wurde festgestellt, daß bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform die Gestalt des Auslasses auch dann erhalten bleibt, wenn die Düse wiederholt von dem Umgebungstemperatur auf die Betriebstemperatur gebracht und dann wieder auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird. Offenbar hat ein wiederholtes Erhitzen und Abkühlen nur eine geringe Wirkung auf die Lebensdauer der Düse, und es kann mit einer Lebensdauer von bis zu zwei Jahren gerechnet werden.The dimensions of the outlet 14 of the nozzle 72 have been found to be practical at the operating temperature do not change, i.e. that only a minimal delay occurs, so that the heating gas flow in the desired manner is delivered. Perner found that in the preferred embodiment described here, the shape of the The outlet is retained even when the nozzle repeatedly changes from the ambient temperature to the operating temperature brought and then cooled back to ambient temperature. Apparently has repeated heating and cooling has little effect on the life of the nozzle and it can last up to two Years.

Eine entsprechende Verlängerung der Lebensdauer der Verbrennungseinrichtung 30 ist ebenfalls zu erwarten, da die Betriebstemperatur der Verbrennungseinrichtung niedrig ist.A corresponding extension of the service life of the combustion device 30 is also to be expected since the operating temperature of the incinerator is low.

Wenn auf die Verwendung der sekundären Brennkammer zur Erweiterung des Bereichs der Brennstoffdurchsatzmengen verzichtet werden kann, bildet die Verbrennungseinrichtung 30 in Verbindung mit der Düse 72 einen ausschließlich aus Metall bestehenden Brenner, der geeignet ist, einen hochenerg-etischen Gasstrom zu erzeugen, wie er zum AusziehenWhen on using the secondary combustor to expand the range of fuel flow rates can be dispensed with, forms the combustion device 30 in connection with the nozzle 72 exclusively Metal existing burner, which is suitable for a high-energy etic Generate gas flow as he is about to take off

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- 20 endloser Glasfäden benötigt wird.- 20 endless glass threads are required.

Es wurde festgestellt, daß der Brenner 10 im Vergleich zu bekannten Brennern bei der Verwendung einer bestimmten Brennstoffmenge eine größere Menge von Glasfasern erzeugt; dies geht daraus hervor, daß sich bei der Herstellung der Glasfasern 20 eine Brennstoffersparnis von 5% ergibt. Hieraus kann geschlossen werden, daß der erfindungsgemäße Brenner 10 mit einem höheren Wirkungsgrad arbeitet als die bekannten Brenner«,It was found that the burner 10 was compared to known burners, when a certain amount of fuel is used, a larger amount of glass fibers is produced; this is evident from the fact that in the manufacture of the Glass fibers 20 result in a fuel saving of 5%. From this it can be concluded that the burner 10 according to the invention operates with a higher efficiency than that well-known burner «,

Der erfindungsgemäße Brenner 10 besteht somit im wesentlichen aus Metall, er arbeitet einwandfrei in der V/eise, daß er einen hochenergetischen Heizgasstrom erzeugt, der die erforderliche Kraft aufbringt, mittels welcher endlose Glasfäden zu Glasfasern von hoher Qualität verarbeitet werden können, und hierbei arbeitet der Brenner mit einem höheren Wirkungsgrad. Im Vergleich zu bekannten Brennern mit Bauteilen aus feuerfestem Werkstoff ist bei dem erfindungsgemäßen Brenner wegen der größeren Haltbarkeit der Bauteile aus ketall mit einer längeren Lebensdauer zu rechnen, und die Verwendung von Bauteilen aus Metall führt zu einer Verkleinerung der Abmessungen des Brenners und zu einer Verringerung seines Gewichtes. Wegen der niedrigeren Betriebstemperatur der Verbrennungseinrichtung JO und des Vorhandenseins der die Düse 72 umgebenden Umschließung 80 tritt eine geringere Erhitzung des Brenners ein, was sich für das Bedienungspersonal vorteilhaft auswirkt. Im Vergleich zu bekannten Brennern bildet der erfindungsgemäße Brenner 10 eine vereinfachte Konstruktion von größerer Robustheit, und diese größere Robustheit führt in Verbindung mit der höheren Festigkeit der Verbrennungseinrichtung 30 und der Düse 72 zu einer längeren Lebensdauer, so daß sich längere Betriebsperioden ergeben und mit einer Verkürzung der Stillstandszeiten zu rechnen ist.The burner 10 according to the invention thus consists essentially of metal, it works perfectly in the V / eise, that it generates a high-energy flow of heating gas that applies the required force, by means of which endless Glass threads can be processed into glass fibers of high quality, and here the burner works with one higher efficiency. In comparison to known burners with components made of refractory material, the inventive Burner can count on a longer service life because of the greater durability of the components made of ketall, and the use of components made of metal leads to a reduction in the size of the burner and to a Reducing his weight. Because of the lower operating temperature of the incinerator JO and des The presence of the enclosure 80 surrounding the nozzle 72 results in less heating of the burner, which results has a beneficial effect on the operating personnel. Compared to known burners, the burner according to the invention forms 10 shows a simplified construction of greater robustness, and this greater robustness leads in conjunction with FIG higher strength of the combustion device 30 and the nozzle 72 for a longer life, so that longer Operating periods and a reduction in downtimes can be expected.

Ir-atentansprüche: 209881/(UU Ir patent claims: 209881 / (UU

Claims

PATE N TAN S'PRÜ CHE

.1. ) Burner for burning a fuel-air-gas mixture, characterized by a metal housing (30) with at least two opposite, Walls of a combustion chamber (32) form, for the fuel-air mixture permeable flat surfaces (34-; 100), wherein the combustion chamber has an outlet opening, a distribution chamber (26), which at least the permeable planes Surrounding surfaces and connecting the outlet opening to the outside of the distribution chamber, as well as through a pipeline (12) for supplying the fuel-air mixture to the distribution chamber in such a way that it is suitable for the fuel-air mixture is possible to flow through the permeable surfaces in order to be burned in the metal housing, wherein the outlet opening discharges the products of combustion from the metal housing.

2. Burner according to claim 1, characterized in that for the fuel-air mixture permeable surfaces (100) are made from sintered metal powder.

3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e η η ■ -draws that the permeable plains! laugh (34) are designed as perforated plates or sheets,

4. Burner according to one of claims 1 to 3j thereby characterized in that the flat surfaces (34; 100) are rectangular.

5. Burner according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the flat surfaces (34; 100) are arranged parallel to one another.

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6. Burner according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that two end walls (56) extend between the ends of the flat surfaces (54; 100), that a rear plate (58) extends between the edges of the flat surfaces facing away from the outlet opening, and that the end walls, the rear plate and the flat surfaces form the metal housing (50).

7 · Burner according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the rear plate (58) has an indentation which extends in the direction of the Interior of the I.:e tall ge house (50) extends and forms a flow guide that serves to control the fuel-air mixture to distribute in the distribution chamber (26).

8. Burner according to claim 7 »characterized in that the indentation of the rear Plate (58) extends so far into the metal housing (50) that the Seheitel portion of the indentation is heated which is in contact with the Seheitel section incoming fuel-air mixture is preheated before it enters the metal housing »

9 · A burner according to claim 7 or 8, characterized in that the conduit (12) for feeding the fuel-air mixture has an opening (24) facing the bearing the indentation rear plate (58) and adjacent _o

10. Burner according to one of claims 5 to 7 »characterized in that the perforated plates or Metal sheets (54) have openings with a transverse dimension of about 0.5 mm, which are present in such a number are that the free cross-section corresponds to about 8.5% of the surface area of the perforated plates.

11. Burner according to one of claims 1 to 10, characterized by one in connection with the Outlet opening of Ivietall housing (50) standing nozzle (72)

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made of ketallic.

12. Burner according to claim 11, characterized in that the nozzle (72) at least two converging Side walls.

13. Burner according to claim 11 or 12, characterized in that. the nozzle (72) has an outlet (14) with a rectangular cross-section _o

14 ·. Burner according to one of Claims 11 to 13, characterized characterized in that a chamber (44 ·) delimited by a refractory material between the metal housing (30) and the nozzle (72) is arranged.

15. Burner according to claim 14, characterized in that the chamber (44) delimited by refractory material has a cross-section at right angles to the direction of flow of the combustion products passing through it which is equal to the cross-section of the outlet opening of the metal housing (30) _e

16. Burner according to one of claims 11 to 15 »characterized by on the outside of the nozzle (72) provided cooling fins (98).

17 · Burner according to one of Claims 11 to 16, characterized by one surrounding the nozzle (72) Enclosure (80) for shielding the area around the nozzle from the heat radiation emitted by the nozzle.

18. Burner according to claim 17, characterized in that the enclosure (80) has a lining (90) made of refractory material «,

19 · Burner according to claim 18, characterized in that g e k e η η • draws that the refractory lining (90) separated by a distance from the nozzle (72) ! has laugh and opposite the nozzle in the longitudinal direction

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is profiled converging in such a way that channels (94) with the outlet (14) of the nozzle according to the outlet openings are present so that the outflow of the products of combustion from the nozzle causes cooling air to pass through the ducts is sucked through and passed over the outside of the nozzle.

20. Burner according to claim 17 »characterized in that the enclosure (80) by a Distance from the nozzle (72) to define a channel (94) for a coolant, and that from the outer surface of the nozzle from cooling fins (9S) protrude into this channel

21. Burner according to claim 17 or 18, characterized in that the nozzle (72) has an outlet (14) has a rectangular cross-section, and that the enclosure (80) is provided with struts (76) that it allow the nozzle to be connected to the burner so that the nozzle is in the correct position relative to the longitudinal axis of the Burner occupies, and that it is possible for the nozzle to be parallel to the width direction of its rectangular outlet and extend at right angles to the longitudinal axis of the burner.

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